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深入浅出SIP协议详解(以呼叫中心呼入呼出为例)

2021-12-24 21:33:01 作者：互联网

一、背景

传统拨打电话流程：

A呼叫B，邀请B建立通话(Invite)
电话B振铃(Ring)，同时电话A也可以听见振铃
电话B提起表示应答，因此通话建立
通话中。。。
任意方挂断电话，通话结束

传统电话使用电磁波传输通信信号，而现阶段网络几乎拥有完整的覆盖率，因此SIP协议的意义是在IP网络中实现网络电话功能

二、协议内容

sip协议是应用层协议，与其他应用层协议协同工作，通过网络控制多媒体通信会话

通话双方需在IP网络中拥有一个SIP账号，区别于传统数字号码，SIP采用URL表示方法

  sip:jack@google.com:5060

解析：

sip：表示采用sip协议

jack：发起请求的用户名，字母数字均可

google.com：账号所属服务器域名，亦可以使用ip表示

5060：连接的端口号

SIP通信流程：

1、软电话 A 向 B 发送一个 SIP消息 INVITE，邀请B通话

2、软电话 B 振铃，向A 回复一个SIP消息 RING, 通知 A 正在振铃中，请A等待

3、软电话 B 提机，向A发一个SIP消息 OK, 通知 A 可以通话了

4、软电话 A 向 B 回复一个回应消息 ACK，正式启动通话

5、接下来，双方通话

6、软电话 B 挂机，向 A 发一个SIP消息 BYE, 通知 A 通话结束

7、软电话 A 向 B 回复一个消息 OK, 通话结束

总结：不难发现，SIP协议完整地实现了传统电话通信流程，且以ip形式运行在网络环境中

三、深入协议主体

几个概念：
SIP协议的设计非常简单，配置有限的命令。它也是基于文本的，所以任何人都可以读取SIP会话中的端点之间传递的SIP消息。

有一些实体帮助SIP创建其网络。在SIP中，每个网元由SIP URI（统一资源标识符）来标识，它像一个地址。以下是网络元素

用户代理
代理服务器
注册服务器
重定向服务器
位置服务器

SIP基于客户机 - 服务器架构，其中呼叫者的电话充当发起呼叫的客户端，被叫方的电话充当响应呼叫的服务器

用户代理

用户代理客户端（UAC） - 发送请求并接收响应的实体
用户代理服务器（UAS） - 接收请求并发送响应的实体

代理服务器

网络元素接收来自用户代理的请求并将其转发给另一个用户，基本上代理服务器的作用就像一个路由器，它有一些智慧来了解SIP请求，并在URI的帮助下发送它，代理服务器位于两个用户代理之间，源和目的地之间最多可以有70个代理服务器

有两种类型的代理服务器

无状态代理服务器 - 它只是转发收到的消息。这种类型的服务器不存储任何呼叫或交易的信息
有状态代理服务器 - 这种类型的代理服务器可以跟踪收到的每个请求和响应，并且如果需要，可以将来使用它。如果对方没有响应，它可以重新发送请求

INVITE消息实例：

INVITE sip:some@192.168.31.131:50027 SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.31.131:51971;rport;branch=z9hG4bKiYblddPPX
Max-Forwards: 70
To: <sip:some@192.168.31.131:50027>
From: <sip:null@null>;tag=Prf3c3Xc
Call-ID: cenXTa4i-1423587756904@appletekiAir
CSeq: 1 INVITE
Content-Length: 215
Content-Type: application/sdp
Contact: <sip:null@192.168.31.131:51971;transport=UDP>

v=0
o=user1 685988692 621323255 IN IP4 192.168.31.131
s=-
c=IN IP4 192.168.31.131
t=0 0
m=audio 49432 RTP/AVP 0 8 101
a=rtpmap:0 PCMU/8000
a=rtpmap:8 PCMA/8000
a=rtpmap:101 telephone-event/8000
a=sendrecv

请求消息分为以下几部分，起始行、消息头部、空行(表示消息结束)、消息体，下面将逐一解释协议的具体内容

起始行 (start-line)

# ①     ②   ③            ④              ⑤          
INVITE sip:some@192.168.31.131:50027 SIP/2.0

① 请求方法，本例是INVITE, SIP协议规定的Method有六种: INVITE, ACK, CANCEL用于创建对话，BYE用于结束对话, REGISTER用于登记,OPTIONS用于查询服务器能力

② 协议头，表示使用sip协议

③ 连接用户名

④ 连接URL+port

⑤ sip版本号，本例中使用sip 2.0协议版本

消息头部 (header)
```
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.31.131:51971;rport;branch=z9hG4bKiYblddPPX
Max-Forwards: 70
To: <sip:some@192.168.31.131:50027>
From: <sip:null@null>;tag=Prf3c3Xc
Call-ID: cenXTa4i-1423587756904@appletekiAir
CSeq: 1 INVITE
Content-Length: 215
Content-Type: application/sdp
Contact: <sip:null@192.168.31.131:51971;transport=UDP>
```
① via字段

Via: SIP/2.0/UDP 192.168.31.131:51971;rport;branch=z9hG4bKiYblddPPX Max-Forwards: 70

via头字段：表示经过的sip网元的主机名和网络地址

branch参数：用于标识此请求创建的事务，且该字段必须存在

参数必须被分成两部分：第一部分符合一般的原则（对于RFC3261，z9hG4bK），第二部分(此例为iYblddPPX)被用来实现loop detection以用来区分loop和spiral。loop和spiral均指Proxy收到一个请求后转发，然后此转发的请求又重新到达该Proxy，区别是loop中请求的Request-URI以及其他影响Proxy处理的头字段均不变，而Spiral请求中这些部分必需有某个发生改变，spiral发生的典型情况是Request-URI发生改变

Proxy在插入Via字段前，其branch参数的loop. detection部分依据以下元素编码：To Tag，From Tag，Call-ID字段，Request-URI，Topmost Via字段，Cseq的序号部分（即与request method无关），以及proxy-require字段，proxy authorization字段。注意：request method不能用于计算branch参数，比如CANCEL以及非2XX response的ACK与其所cancel的request或对应的INVITE属于同一个事务，即其branch参数相同。见RFC3261 P22 P25 P39 P95 P105

Max-Forwards: 表示request到达UAS的跳数的限制

② To字段

To: <sip:some@192.168.31.131:50027>

UAC发起一个Dialog请求，即out-of-dialog，由于dialog尚未建立，不含to tag参数，当UAS

收到INVITE请求时，在其发出的2XX或101-199响应中设置to tag参数，与UAC设置的From Tag参数以及Call-ID(呼叫唯一标识)一起作为一个Dialog ID(对话唯一标识，包含To tag，From Tag，Call-ID)的一部分。 RFC3261规定只有INVITE请求与2xx或101-199响应可以建立Dialog

③ From字段

From: <sip:null@null>;tag=Prf3c3Xc

From字段表示消息的发送者，字段必须包含tag参数作为ID的一部分

④ CALL-ID字段

Call-ID: cenXTa4i-1423587756904@appletekiAir

call-id表示同一个UAC用户的所有请求后产生的一组响应的唯一标识，CALL-ID在UAC发出请求中设置的From Tag字段以及To Tag字段组成一个Dialog-ID

⑤ CSeq字段

CSeq: 1 INVITE

CSeq用于在同一个Dialog中标识及排序事务和区分新的请求以及请求的重发，内容包括顺序号和方法，方法必须和对应的requests匹配。针对dialog里的每一个新的request(例如BYE，re-INVITE，OPTION)，CSeq序号加1，但是CANCEL、ACK除外，它们的CSeq序号必须与所对应的requests相同

⑥ Content-Length字段

Content-Length: 215

Content-Length字段表示消息体的长度，用十进制数表示

⑦ Content-Type字段

Content-Type: application/sdp

Content-Type表示发给接收器的消息体的媒体类型。如果消息体不是空的，则Content-type header field一定要存在。如果Content-type header field存在，而消息体是空的，表明该

类型的媒体流长度是0

⑧ Contact字段

Contact: <sip:null@192.168.31.131:51971;transport=UDP>

该字段提供了UAC或UAS直接联系的SIP的URL，UAC在会话建立时在Contact字段提供自己的SIP的URL，UAC收到请求会绕过PROXY把响应发送给直接联系的SIP的URL。针对REGISTER事务，字段表示的是地址绑定的contact address
消息体

消息的编码协议由头部规定，一般使用SDP协议

#版本号为0
v=0
#建立者用户名＋会话ID＋版本＋网络类型＋地址类型＋地址 
o=user1 685988692 621323255 IN IP4 192.168.31.131
#会话名                
s=-
#连接信息：网络类型＋地址类型＋地址
c=IN IP4 192.168.31.131
#会话活动时间 起始时间＋终止时间
t=0 0
#媒体描述：媒体＋端口＋传送＋格式列表
#音频＋端口49432＋传输协议RTP＋格式AVP，有效负荷0（u率PCM编码）
m=audio 49432 RTP/AVP 0 8 101
#0或多个会话属性： 属性 ＋ 有效负荷＋ 编码名称 ＋ 抽样频率。         
a=rtpmap:0 PCMU/8000
#rtpmap＋0型＋PCMU＋8KHz 
a=rtpmap:8 PCMA/8000
#a可以有多个,见SDP协议
a=rtpmap:101 telephone-event/8000
a=sendrecv

Ring消息

SIP/2.0 180 Ringing
From: <sip:null@null>;tag=Prf3c3Xc
Call-ID: cenXTa4i-1423587756904@appletekiAir
CSeq: 1 INVITE
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.31.131:51971;rport=51971;branch=z9hG4bKiYblddPPX
To: <sip:some@192.168.31.131:50027>;tag=AM1g60xRvq
Contact: <sip:192.168.31.131:50027;transport=UDP>

OK消息

SIP/2.0 200 OK
From: <sip:null@null>;tag=Prf3c3Xc
Call-ID: cenXTa4i-1423587756904@appletekiAir
CSeq: 1 INVITE
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.31.131:51971;rport=51971;branch=z9hG4bKiYblddPPX
To: <sip:some@192.168.31.131:50027>;tag=AM1g60xRvq
Content-Length: 214
Content-Type: application/sdp
Contact: <sip:192.168.31.131:50027;transport=UDP>

v=0
o=user1 77115499 915054303 IN IP4 192.168.31.131
s=-
c=IN IP4 192.168.31.131
t=0 0
m=audio 49434 RTP/AVP 0 8 101
a=rtpmap:0 PCMU/8000
a=rtpmap:8 PCMA/8000
a=rtpmap:101 telephone-event/8000
a=sendrecv

ACK消息

ACK sip:192.168.31.131:50027;transport=UDP SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.31.131:51971;rport;branch=z9hG4bKEfwYu4LbB
To: <sip:some@192.168.31.131:50027>;tag=AM1g60xRvq
From: <sip:null@null>;tag=Prf3c3Xc
Call-ID: cenXTa4i-1423587756904@appletekiAir
CSeq: 3 ACK
Max-Forwards: 70

BYE消息

BYE sip:null@192.168.31.131:51971;transport=UDP SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.31.131:50027;rport;branch=z9hG4bKvtPAT0lfO
To: <sip:null@null>;tag=Prf3c3Xc
From: <sip:some@192.168.31.131:50027>;tag=AM1g60xRvq
Call-ID: cenXTa4i-1423587756904@appletekiAir
CSeq: 711793880 BYE
Max-Forwards: 70

标签：SIP,为例,31.131,tag,192.168,字段,呼入,ID
来源： https://blog.csdn.net/u011328843/article/details/122136192